Partra mosott műanyag hulladék Bali partjainál. Fotó: EPA/Made Nagi

Tudósok egy olyan mutáns enzimet alkottak véletlenül, ami lebontja a műanyag palackokat - a tudományos áttörés megoldást nyújthat a globális műanyagszennyezési válság megoldására, mivel most először válik lehetővé a palackok teljes újrahasznosítása.

2016-ban Japánban egy szeméttelepen fedezték fel azt a baktériumot, ami természetes evolúció következtében képessé vált a műanyag lebontására. Most pedig sikerült feltérképezni a lebontáshoz szükséges enzim részletes szerkezetét. Mindezt ráadásul úgy, hogy véletlenül még "javítottak is" rajta: miközben az enzim természetben bekövetkezett változását próbálták alaposabban megismerni, a módosításokkal azt érték el, hogy a molekula még nagyobb hatásfokkal bontja a polietilén-tereftalátot, azaz a PET-et, amiből az üdítős palackok is készülnek. A kutatókat meglepetésként érte, hogy fejleszteni tudták az enzimet - mondta az eredményekről beszámoló The Guardiannek a kutatás vezetője.

A módosult enzim néhány nap alatt megkezdi a műanyag lebontását - az óceánokban erre évszázadokra van szükség. A kutatók ráadásul abban bíznak, hogy a folyamat még tovább gyorsítható, és lehetővé válik a technológia nagyüzemi felhasználása is. A folyamat végeredményeként a műanyag az eredeti komponenseivé alakulna vissza, ami azt jelenti, hogy újra felhasználható lenne a műanyaggyártásban a végtermék. Ez egyrészt azt jelentheti, hogy nem lesz szükség többé kőolaj-származékokra a műanyaggyártáshoz és jelentősen csökkenhet a műanyaghulladék mennyisége a természetben.

Erre nagy szüksége lenne az emberiségnek: percenként egymillió műanyag palackot adnak el világszerte, ennek mindössze 14 százalékát hasznosítják újra - a többi jórészt végül az óceánokba kerül, megmérgezve a tengeri élővilágot és persze azokat az embereket, akik a tengerből származó élelmiszereket eszik.

Így alakították át a műanyagevő enzimet

A Japánban talált baktérium által kibocsátott enzim vizsgálatát a Diamond Light Source nevű létesítményben végezték; ez tulajdonképpen egy részecskegyorsító, ami rendkívül nagy intenzitású fényt generál, molekuláris illetve atomi szinten teszi lehetővé a baktériumok megfigyelését. Az enzim szerkezete nagyon hasonlított egy olyan enzimre, amit számos baktérium a kutin (növényi viasz) lebontására használ.

Amikor a kutatók változtattak az enzim szerkezetén, hogy tovább tanulmányozhassák ezt a hasonlóságot, véletlenül fejlesztették a PET-lebontó képességét - számol be a folyamatról a The Guardian. A kutatás vezetője elmondta a lapnak: nem önmagában az elért, 20 százalékosra tehető hatékonyság-növelés az igazi nagy durranás, hanem a felfedezés, miszerint az enzim fejleszthető. Így ugyanis kiderült, hogy a más enzimek átalakítására eddig is használt technológiák segítségével egy szupergyors PET-bontásra képes enzim hozható létre a következő évek során. A mosószerekhez, bioüzemanyag-előállításához használt enzimek működését néhány év alatt ezerszeresére tudták gyorsítani a kutatók, ez a műanyag-bontásnál is hasonlóan történhet.

Permetezzük majd a hulladékot

Már korábban is fedeztek fel olyan gombákat, amelyek alkalmasak a PET lebontására, de a baktériumokat sokkal könnyebb ipari körülmények között használni. Lehetőség nyílhat arra, hogy az óceánokban úszó szemétszigetekre permetezzék a szert, így megtisztítva a vizeket.

Az enzimek nem mérgezőek, biológiailag lebomlanak, és nagy mennyiségben képesek előállítani őket mikroorganizmusok. Ettől még perszer fontos lenne a műanyagszemét termelését is minél jobban visszafogni, de a kutatók által elért eredmény igazi tudományos szenzációt jelent.